Творче суперництво

Перші "цеглини" до наукового фундаменту цифрової обчислювальної техніки закладалися в Москві. Однак після війни положення змінилося. Наприкінці 1940-х років завдяки працям С.О.Лебедєва центр нової науки перемістився до Києва.

Коли академік Н.Г.Бруєвич видав наказ, у якому повідомив про своє призначення (16 липня 1948 р.) виконуючим обов'язки директора ІТМ і ОТ, організованого в Академії наук СРСР, він не знав, що в Києві повним ходом йде робота по створенню "МЭСМ". Перші повідомлення щодо ЕОМ інститут отримав в 1949 р. з-за кордону. В іноземних журналах повідомлялося, що в США в 1946 р. було створено першу у світі ЕОМ "ЭНИАК", що містила 18 тис. радіоламп і виконувала близько 1 тис. одноадресних операцій за секунду. Пізніше з'явилися рекламні публікації про розробку ЕОМ з меншою кількістю радіоламп, але великою швидкодією. Оскільки повідомлення були дуже короткими, то уявити по них принципи побудови машин було практично неможливо.

Через рік після заснування інституту його роботу перевіряла комісія Президії АН СРСР під головуванням М.В.Келдиша. Дуже можливо, що причиною цього був лист Лаврентьєва Сталіну. Комісія прийшла до невтішного висновку: цифровій електронній обчислювальній техніці, що швидко розвивається на Заході, приділяється дуже мало уваги.

"Підстьобнутий" висновками комісії, Н.Г.Бруєвич провів через Бюро Відділення технічних наук АН СРСР рішення про організацію в інституті відділу швидкодіючих обчислювальних машин. У вересні 1949 р. він сформував з персоналу свого відділу групу із шести чоловік, якій доручалася розробка елементів, необхідних для побудови цифрових електронних машин.

"...Коли стали макетувати основні вузли ЕОМ - тригери, лічильник, суматор з послідовним переносом, вентилі, дешифратор, - згадує учасник цієї роботи П.П.Головистиков, - з'явилося багато гостей. Я не розумів тоді, чому Бруєвич їх запрошує. Мені здавалося, що результати надто незначні, що показувати нічого. Серед відвідувачів у різний час були міністр машинобудування і приладобудування СРСР Паршин, член колегії міністерства Лоскутов, академік Благонравов та ін. Це хвилювало мене і змушувало працювати щодня з раннього ранку до пізнього вечора. Нарешті, я став звикати до цих візитів. Але одне відвідування (останнє) дуже запам'яталося. Воно відбулося в січні 1950 р. Бруєвич привів двох чоловік. Один, високий, статний, поводився, як і всі, - уважно слухав пояснення, а інший, невеликого зросту, в окулярах, мене вразив. Він став безпосередньо звертатися до мене і задавати безліч запитань. Просив показати сигнали в багатьох точках, продемонструвати час затримки сигналів у різних ланцюгах. Змусив змінювати частоту генератора, щоб визначити діапазон роботи схем. Багато чого розкритикував і порадив зробити інакше. У довершення усього попросив мене макетувати довгий ланцюжок керованих вентилів. Необхідно було зробити так, щоб кожен вентиль мав додаткове навантаження, що відповідає таким же вентилям, щоб сигнал у цьому ланцюжку не загасав і ланцюжок мав мінімальну затримку. Так відбулося моє знайомство з Лаврентьєвим та Лебедєвим. До цього часу я знав, що розробки в області ЕОМ почалися в Енергетичному інституті АН СРСР у І.С.Брука та щойно створеному СКБ-245 Міністерства машинобудування і приладобудування СРСР, але для мене було повною несподіванкою, що у Сергія Олексійовича в Києві в повному розпалі йде розробка першої в СРСР ЕОМ".

Довідавшись, що в Києві роботи зі створення ЕОМ підходять до завершення, і бажаючи надолужити втрачене, Н.Г.Бруєвич домовився з Міністерством машинобудування і приладобудування СРСР про співробітництво в організації робіт зі створення засобів обчислювальної техніки. Був підготовлений проект постанови уряду про спільну розробку цифрової електронної обчислювальної машини. Від міністерства в Москві приєдналися щойно створені навесні 1949 р. три організації, що склали єдиний і досить могутній науково-виробничий колектив: Науково-дослідний інститут лічильного машинобудування (НДІ "Счетмаш"), СКБ-245 і завод лічильно-аналітичних машин ("САМ"). Директором заводу, НДІ "Счетмаш" і СКБ-245 було призначено М.А.Лесечко.

Незважаючи на те, що при створенні цих трьох організацій їм була поставлена задача побудови релейної обчислювальної машини (за зразком перших американських), Лесечко, що володів високою інженерною інтуїцією, погодився з пропозицією Бруєвича спільно спроектувати й організувати серійний випуск обчислювальної машини на електронних лампах. Однак при розгляді підготовленого проекту постанови уряду трапилося непередбачене. Присутній Л.І.Гутенмахер, керівник однієї з лабораторій ІТМ і ОТ АН СРСР, виступив із пропозицією побудувати машину не на електронних лампах, а на розроблених у його лабораторії безлампових елементах - електромагнітних безконтактних реле (на основі магнітних підсилювачів трансформаторного типу). Його пропозиція викликала жвавий інтерес у міністра П.І.Паршина. Він відразу висловив думку про те, якщо підвищити величину струму в обмотці живлення реле, то число витків у трансформаторі скоротиться до одного і запропоновані схеми стануть досить технологічними і дуже надійними, оскільки в них немає електронних ламп. Гутенмахер з ентузіазмом підтримав міністра. Результатом наради став проект постанови уряду про створення двох обчислювальних машин - електронної в Академії наук СРСР і на елементах Гутенмахера - у міністерстві.

Коли в середині березня 1950 р. відбулася зміна керівництва ІТМ і ОТ АН СРСР і директором став М.О.Лаврентьєв, він потрапив у досить складне становище: фахівців в галузі цифрової обчислювальної техніки в інституті одиниці, нечисленні наукові відділи розкидані по Москві, Міністерство машинобудування і приладобудування з помічника перетворилося в суперника, і от-от з'явиться постанова уряду, що зобов'язує інститут розробити цифрову електронну обчислювальну машину, - гігантське спорудження з багатьох тисяч ламп, значно більш складне, ніж те, що він бачив у Києві в Лебедєва. Не випадково наказом від 20 березня 1950 р. він призначив Лебедєва, що продовжував працювати в Києві, завідувачем лабораторією №1 (за сумісництвом).

Коли проект постанови уряду про розробку двох ЕОМ подали на затвердження Сталіну, він зажадав указати відповідальних осіб по кожній з машин. Ними були призначені: від Академії наук СРСР М.О.Лаврентьєв і головний конструктор електронної обчислювальної машини С.О.Лебедєв; від Міністерства машинобудування і приладобудування М.А.Лесечко і головний конструктор релейної обчислювальної машини Ю.Я.Базилевський.

Ситуація, що склалася в ІТМ і ОТ АН СРСР, імовірно, кожному здалася б безнадійною, але не Лебедєву! З Києва він привіз власноручно виконаний проект "БЭСМ", що підтвердив П.П.Головистиков: "Існує легенда, що вся схема "БЭСМ" у Сергія Олексійовича була записана на цигаркових коробках "Казбек" або окремих листках. Це невірно. Вона містилася в товстих зошитах (і не одному). У них дуже скрупульозно було зображено всі структурні схеми машини, наведено тимчасові діаграми роботи блоків, докладно розписано усі варіанти виконання окремих операцій. Приїхавши з Києва, він цей величезний обсяг інформації почав передавати нам.

Я зовсім по-іншому уявляв зміст тієї роботи, якою я займався, - продовжує Петро Петрович. - Він доручив мені розробку арифметичного пристрою, але хотів, щоб я знав роботу й інших блоків, К.С.Неслуховському - пристрій керування, для чого треба було знати роботу машини в цілому. Оскільки Неслуховський займався пристроєм керування і машиною в цілому, він став фактично заступником Сергія Олексійовича з технічних та інших питань (пізніше заступником Лебедєва по лабораторії став В.В.Бардиж, якого було переведено з лабораторії Гутенмахера).

При забезпеченні інституту кадрами Лаврентьєв і Лебедєв зробили ставку на студентів-практикантів з вузів. Вони були зараховані до штату інституту і відразу отримали конкретні інженерні завдання: макетувати блок керування командами (В.С.Бурцев), блок центрального керування операціями (В.А.Мельников), блок місцевого керування операціями (А.Г.Лаут), датчик основних сигналів машини (С.А.Кузнєцов), арифметичний пристрій (АП) чисел (А.Н.Зимарев), АП порядків (В.П.Смирягин), запам'ятовуючий пристрій (ЗП) на потенціалоскопах (В.П.Лаут), підсилювачі зчитування і запису до потенціалоскопа (І.Д.Визун), пристрої зовнішньої пам'яті (А.С.Федоров і пізніше Л.А.Орлов). Таким чином, всі основні пристрої машини для попереднього макетування було забезпечено виконавцями. Оскільки в цей час готувалися томи ескізного проекту, у яких студенти брали участь (кожний по своєму розділу), то їх матеріал з незначними змінами відповідно до вимог вузу ставав дипломною роботою.

На кінець 1950 р. припав розпал робіт з виготовлення макетів окремих пристроїв "БЭСМ". Лабораторія №1 на весну 1951 р. нараховувала усього близько 50 чоловік. Джерелом висококваліфікованих кадрів був, головним чином, Московський енергетичний інститут: у 1951 р. почали працювати А.В.Аваєв, із квітня 1952 р. - І.Д.Алексєєв, М.В.Тяпкин, В.Ф.Петров, З.А.Московська, пізніше - В.К.Зейденберг, з липня 1952 р. - В.С.Митрофанов, А.А.Соколов, Ю.І.Синельников, В.С.Чукаєв, Ю.П.Нікітін та ін. З Московського університету прийшли Г.Т.Артамонов, В.В.Кобелев. Усі вони відразу включилися в роботу, пов'язану з "БЭСМ". У вихідні дні усім колективом упорядковували територію інституту".

Канд. техн. наук О.К.Гущин (тоді технік-монтажник) тепло згадує, як під керівництвом Лебедєва формувався молодий колектив ІТМ і ОТ АН СРСР: "Мені здається, усі пишалися участю у великій і важливій справі - створенні первістка вітчизняної обчислювальної техніки, на той час гігантського пристрою, такого "електронного чуда" із сотнями тисяч деталей. Не треба забувати, що самою складною побутовою радіоелектронною апаратурою на той час був "КВН-49" - це перший вітчизняний телевізор.

Робота кипіла вдень і вночі, ніхто не рахувався з особистим часом. Ми макетували елементи і вузли "БЭСМ". Самі виготовляли шасі і стенди, сверлили і клепали; монтували і налагоджували різні варіанти тригерів, лічильників, суматорів і перевіряли їх надійність у роботі.

На всіх етапах роботи Сергій Олексійович особисто був прикладом самовідданості. Після насиченого трудового дня він до 3-4-ї години ночі просиджував за пультом або осцилографом, активно беручи участь у налагодженні машини. Працюючи в зміні черговим техніком, я не раз спостерігав, як Сергій Олексійович брав у руки паяльник і перепаював схеми, вносячи в них необхідні зміни. На всі пропозиції допомогти він незмінно відповідав: "Сам зроблю". Після того як він йшов, я "за своїми прямими обов'язками" перевіряв його роботу, і, треба сказати, вона завжди була виконана на совість. Мене вражали простота, уважність і чуйність Сергія Олексійовича".

Але і Гутенмахер, підбадьорений підтримкою міністра, завзято працював. На початку 1950 р. він представив у СКБ-245 ескізний проект обчислювальної машини на ферит-діодних елементах, розроблених відповідно до рекомендації міністра. До цього часу ситуація в міністерстві, на його лихо, різко змінилася. В СКБ-245 з'явився Б.І.Рамеєв, що розробив ще в 1948 р. (до початку робіт з "МЭСМ") у співавторстві з І.С.Бруком проект цифрової ЕОМ із програмним керуванням (це був перший у нашій країні проект електронної ЕОМ!).

Рамеєв відразу підключився до робіт. І дуже швидко підготував аванпроект ЕОМ на електронних лампах. Далі події розгорталися досить своєрідно. Технічна рада СКБ-245 у відсутності Рамеєва розглянула проект Гутенмахера. Потім заслухала Рамеєва (при відсутності Гутенмахера). Підсумком стало рішення - створювати ЕОМ на електронних лампах, а не на елементах Гутенмахера. У "БЭСМ" з'явилася серйозна суперниця - ЕОМ "Стрела". Б.І.Рамеєва призначили заступником Ю.Я.Базилевського, головного конструктора цієї машини. Баширу Іскандаровичу було тоді 32 роки. За його плечима був важкий шлях сина "ворога народу", відрахування з другого курсу інституту, служба в армії і невгамовне бажання працювати.

Так у Лебедєва з'явився конкурент-тріумвірат: Лесечко, Базилевський, Рамеєв, а в ІТМ і ОТ АН СРСР могутній суперник - СКБ-245 разом із заводом "САМ" і НДІ "Счетмаш". Центр ваги робіт з цифрової обчислювальної техніки перемістився з Києва до Москви.

Залишається додати, чим завершилася робота з ферит-діодної ЕОМ. Л.І.Гутенмахер, залишившись без підтримки СКБ-245, продовжував роботу власними силами. У його лабораторії в ІТМ і ОТ АН СРСР була спроектована і створювалася паралельно "БЭСМ" обчислювальна машина на ферит-діодних елементах. Пізніше, десь в 1954 р., я ознайомився з нею, коли вона вже працювала. Її продуктивність була невисокою. Внаслідок низької якості елементів надійність роботи також залишала бажати кращого. Імпульсне джерело живлення було громіздке і неекономічне. Під приводом таємності було практично заборонено входити до лабораторії. На початку 60-х років її було закрито. Сувора таємність, що вносив Гутенмахер у свої дослідження, привела до того, що про його машину мало хто знає. Проте безперечно - це віха в історії обчислювальної техніки.

21 квітня 1951 р. було призначено Державну комісію для приймання ескізних проектів "БЭСМ" (ІТМ і ОТ АН СРСР) і "Стрели" (СКБ-245), до складу якої входили академік М.В.Келдиш (голова), міністр машинобудування і приладобудування П.І.Паршин, академік А.А.Благонравов та ін. Попередньо члени комісії відвідали Київ, де Сергій Олексійович продемонстрував уже працюючу "МЭСМ". Детальний аналіз проектів було проведено у Москві. Члену комісії А.А.Дородніцину запам'яталася цікава суперечка, що виникла на одному з засідань. Головний конструктор "Стрели" Базилевський заявив, що вона маючи продуктивність 2 тис. операцій за секунду, за чотири місяці вирішить усі задачі, що є в країні. Тому "БЭСМ" із її високою продуктивністю (8-10 тис. операцій за секунду) не потрібна! Сергій Олексійович в'їдливо вимовив, що через низьку продуктивність "Стрела" не встигне прорахувати задачу за час між двома перебоями і буде видавати невірні рішення, а "БЭСМ" устигне!

Обидві сторони успішно захистили ескізні проекти. В ІТМ і ОТ АН СРСР було прийнято рішення про створення експериментального зразка машини. Сергій Олексійович, з огляду на досвід створення й експлуатації "МЭСМ", запропонував для "БЭСМ" блочний принцип конструкції, що було сміливим рішенням, оскільки багато машин на той час виготовлялися не на змінних блоках. Кількість різних типів блоків вийшла невеликою.

Почалося конструювання і виготовлення стійок, плат, блоків машини. Якби воно завершилося успішно, а для цього необхідно було лише одне - забезпечення промисловістю потенціалоскопів (39 штук) для ЗУ, то "БЭСМ" була б поза конкуренцією не лише в країні, але й у світі. Її продуктивність 10 тис. операцій за секунду була б у п'ять разів вище, ніж у "Стрелы". Такої швидкості обчислень ще не досягала жодна машина. Однак цього не трапилося. Позначилося монопольне положення Міністерства машинобудування і приладобудування СРСР. Воно не зважило на інтереси колективу ІТМ і ОТ АН СРСР, науки і країни в цілому і забезпечило потенціалоскопами лише розробників "Стрелы". Творців "БЭСМ" було поставлено в скрутне і до того ж принизливе становище. Можна уявити собі стан Сергія Олексійовича - підійти зовсім близько до мети й одержати такий удар! Він завжди робив по іншому, прагнув допомогти, у тому числі СКБ-245. Коли представники останнього, і серед них головний конструктор "Стрелы" Базилевський, були в Києві, Сергій Олексійович докладно ознайомив їх з "МЭСМ", допоміг зв'язатися з Інститутом фізики АН України і домовитися про розробку накопичувачів на магнітних стрічках. Не приховувалися і роботи, пов'язані з "БЭСМ". Суперники ж поводилися інакше. Колишній співробітник СКБ-245 Ф.Н.Зиков згадує, що коли Лебедєв приїхав у СКБ-245 ознайомитися з "Стрелою", йому показали... підготовлену до відправлення, запаковану в ящики машину.

Лебедєв вирішив використати запасний варіант - ЗП на акустичних (ртутних) трубках (РЗП). Це знизило продуктивність "БЭСМ" до рівня "Стрелы" і додало чимало турбот. Маса ртуті для РЗП повного обсягу повинна була складати кілька сотень кілограмів. РЗП включало 70 ртутних трубок довжиною близько метра: 64 запам'ятовуючих, одна трубка стежила за тактовою частотою, 5 були запасними (ртутні трубки були розроблені в 1949 р. за його замовленням в Інституті автоматики ВСНІТО). Усі трубки розміщувалися у величезному термостаті, змонтованому в спеціальному приміщенні з витяжними шафами, де виконувалися роботи з ртуттю. Електронна частина кожного тракту збиралася в стандартному великому блоці. Значні розміри мали панелі управління, блоки живлення. Значні розміри мала стійка РЗП, вона займала цілу кімнату, розташовану наприкінці коридору першого поверху, досить далекого від АП, зв'язок з яким здійснювався через кабелі, які було ретельно розпаяно на фользі. Великий пульт РЗП включав растровий індикатор, що дозволяє переглядати вміст кожного з 64 трактів, дуже прикрашав пульт і спрощував життя змінного інженера. Налагодження РЗП ускладнювалося ще тим, що в ньому аналогові й електронні схеми працювали в одному, замкнутому в кільце ланцюзі. Велику допомогу у вдосконаленні РЗП, за спогадами Е.П.Ландера, надав Лебедєв, "переселившись" до кімнати, де розміщалося РЗП, майже на два місяці. Сергій Олексійович приймав конструктивні рішення, не зупиняючись на півмірах, йшов на великі додаткові механічні і монтажні роботи.

Улітку 1952 р. виготовлення машини в основному було завершено. Почалося налагодження. У ньому брали участь усі розробники машини. Робота велася цілодобово. Головним джерелом пошкоджень була електронна лампа. Багато ламп виходили з ладу в перші години роботи. Але якщо лампа пропрацювала в машині кілька сотень годин, її вихід з ладу ставав малоймовірним.

У І кварталі 1953 р. "БЭСМ" була налагоджена, а в квітні була прийнята Державною комісією до експлуатації.

"Стрелу" було закінчено в ці ж терміни і рекомендовано для серійного виробництва. Її творці одержали три Державних премії І, ІІ і ІІІ ступеня, а головний конструктор машини Ю.Я.Базилевський - звання Героя Соціалістичної праці.

Експериментальна експлуатація "БЭСМ" почалася в І кварталі 1953 р. Інженерів-наладчиків замінили математики. Хоча спочатку машина працювала зі зниженою продуктивністю, на ній було вирішено багато важливих задач народного господарства.

За рекомендацією академіка Лаврентьєва, що став віце-президентом АН СРСР, Сергія Олексійовича в 1953 р. призначили директором ІТМ і ОТ АН СРСР і обрали дійсним членом АН СРСР. Син Отто Юльєвича Шмідта, Сигурд Оттович, піднімаючи тост на банкеті з приводу обрання нових членів Академії, сказав: "Сьогодні ми обрали академіками двох чудових учених - С.О.Лебедєва й А.Д.Сахарова!".

У 1956 р., коли "БЭСМ" була прийнята Державною комісією вдруге (з пам'яттю на потенціалоскопах), С.О.Лебедєв був удостоєний звання Героя Соціалістичної праці, основних розробників було нагороджено орденами.